我们生活在电的时代,电能的广泛使用,使电能的社会需求日趋紧张。节约能源、提高能源的利用率是一个在国民经济中具有重大战略意义的问题。改造和淘汰陈旧设备、采用高压输电是节约能源的重要措施。某电站与用户间距离为10 km,输送的电功率为6.0×104 kW,每米输电导线的电阻为1.8×10-3 Ω,若输电电压从1.0×105 V提高到3.0×105 V:
(1)输电线路损耗的电功率减少了多少?
(2)现输电导线在某处发生了短路,为确定短路位置,检修员在电站利用电压表、电流表和电源接成如图甲所示电路进行检测。电压表的示数为3.0 V,电流表的示数为0.5 A,则短路的位置离电站的距离为多少?
(3)安全用电的常识之一是不靠近高压电,而双脚站在高压线上的小鸟(两脚间距离为5 cm,电阻为104 Ω)居然安然无恙(图乙)。请推导说明小鸟不会触电死亡的原因。
(1)采用高压输电时,输送功率不变,由P=UI可得提高输电电压前后导线上的电流
每米输电导线的电阻为1.8×10-3 Ω,电站与用户间距离为10 km,输电导线有两根,所以电站与用户间输电导线的电阻
R=1.8×10-3 Ω/m×10×103 m×2=36 Ω
由P=I2R可得输电线损耗的电功率的减少量
(2)短路的位置与电站间导线的电阻
短路的位置与电站间导线的长度
则短路位置离电站的距离
(3)由题可知,小鸟与两脚间的输电线并联,长5 cm的输电线的电阻
R'线=1.8×10-3 Ω/m×5×10-2 m=9×10-5 Ω
并联电路中各支路两端的电压相等,由(1)可知,提高输电电压后的电流I=200 A
U鸟=U'线=IR'线=200 A×9×10-5 Ω=1.8×10-2 V
通过小鸟的电流
由此可知,通过小鸟的电流很小,所以小鸟不会触电死亡。
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